Фільтр на поверхневих акустичних хвилях

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в акустоэлектронных устройства х обработки сигналов. Известен фильтр, использующий фазовзвешенный встречно-штыревой преобразователь (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ), в котором взвешивание выполнено смещением электродов из их номинальных эквидистантных положений [1]. Недостатком такого фильтра является наличие двух акустических каналов, расположенных последовательно или параллельно, что приводит к сложности конструкции и высокому уровню пульсаций в полосе и вне полосы пропускания вследствие амплитудного и фазового рассогласований при суммировании откликов каналов, а также возможность использования фазового взвешивания как во входном (входных), так и в вы ходном (выходных) ВШП. Наиболее близким к предложенному является одноканальный фильтр на ПАВ, содержащий пьезоэлектрический звукопровод, на рабочей поверхности которого размещены входной и вы ходной ВШП, по крайней мере, один из которых выполнен фазовзвешенным со знакочередующимся относительно направления распространения ПАВ смещением однополярных электродов при постоянной ширине зазоров между электродами [2]. В этой конструкции реализуется широкий диапазон изменения весовых коэффициентов электродов при ограниченном уменьшении периода ВШП. Реализация весовых коэффициентов в диапазоне от единицы до нуля требует уменьшения периода ВШП всего лишь в два раза. Тем самым обеспечивается высокая избирательность и технологичность фильтра. Недостатком конструкции являются паразитные гармонические отклики фазовзвешенного ВШП, расположенные на частотах f = 0.5f0 и f = 1.5f 0 , где f0 - средняя частота. Амплитуды гармонических откликов примерно равны амплитуде основного отклика. Задачей изобретения является подавление гармонических откликов для достижения избирательности и точности фильтра. Эта задача решается тем, что в фильтре на ПАВ, содержащем пьезоэлектрический звукопровод и размещенные на его рабочей поверхности ВШП, по крайней мере, один из которых выполнен фазовзвещенным со знакочередующимся относительно направления распространения ПАВ смещением однополярных электродов постоянной ширины при постоянной ширине зазоров между электродами, в фазовэвешенном ВШП в каждый из электродов переменной ширины, равной D , при D ³ l 0 / 2 + 5d , где l 0 - длина ПАВ на средней частоте; d -величина, выбранная в пределах l 0 / 12...l 0 / 16 введены с зазором, равным d , два дополнительных электрода шириной d , однополярных электродам постоянной ширины и размещенных симметрично относительно осевой линии указанного электрода переменной ширины, причем расстояние между осевыми линиями указанных двух дополнительных электродов равно l 0 / 2 . На чертеже показана одна из конструкций фильтра. Фильтр содержит пьезоэлектрический звукопровод 1. входной фазовэвешенный ВШП 2 с электродами постоянной 3, переменной 4 (показан утолщенной линией) ширины и дополнительными электродами 5, а также выходной ВШП 6. Ширина электродов .3 и зазоров между электродами 3 и 4 равна l 0 / 8 , где l 0 - длина ПАВ на средней частоте. Электроды 3 смещены относительно эквидистантных положений на величину D Xn , где n - номер электрода 3, Стрелки указывают направление смещений. Электроды 5 расположены симметрично относительно осевой линии электрода 4, причем расстояние между осевыми линиями электродов 5 равно l 0 / 2 . Ширина электродов 5 равна ширине зазоров между электродами 5 и соответствующими частями электрода 4, причем расстояние между осевыми линиями электродов 5 равно l 0 / 2 . Ширина электродов 5 равна ширине зазоров между электродами 5 и соответствующими частями электрода 4. Фильтр работает следующим образом. При подаче электронного сигнала на входной ВШП 2 его однополярные электроды 3,5 в совокупности с электродами 4 возбуждают ПАВ, распространяющиеся по поверхности пьезоэлектрического звуко-провода 1 в направлении ВШП 6. Рассмотрим формирование амплитудно-частотной характеристики (АХЧ) входного фазовзвешенного ВШП 2. Допустим, что элементарный (5-источник ПАВ размещен по осевой линии электрода. Приведем излучение от электродов 3, смежных электроду 4 и электродов 5. введенных в него, к осевой линии электрода 4. Суммарная амплитуда волны где k = 2p / l - волновое число; l - длина ПАВ. С уче том равенства ширины электродов 3 и 5 ширине соответствующи х зазоров здесь принято, что амплитуды d - источников равны. Поскольку DXn » DXn +1 то, выполнив преобразования, получим ˆ где DXn = DXn / l0 . Наличие второго сла-гаемого приводит к гармоническим откликам на частотах 0.5f0 и 1.5f0 . Третье слагаемое, соответствующее дополнительным электродам 5, компенсирует влияние второго. ˆ Например при f = 0.5f0 и DXn = 0.2 второе и третье слагаемые соответственно равны –0,59 и 0,71. Исходя из того, что ширина электрода 5 равна ширине зазоров между электродом 5 и соответствующими частями электрода 4, Получим D = l 0 / 2 + 5d , где D . ширина электрода 4; d - ширина электрода 5 и указанных зазоров. Выбор значения d в пределах l 0 / 12... l 0 / 16 обеспечивает компенсацию гармонических откликов при приемлемом усложнений технологии изготовления. Как показывают расчеты, при меньших значениях d происходит "перекомпенсация" - ухудшение в подавлении боковых лепестков по сравнению с указанными значениями d . Для проверки эффективности компенсации гармонических откликов выполнен расчет АЧХ фильтра, образованного аподизованным и фазовзвешенным ВШП, по известному (прототип) и предлагаемому решениям. Число электродов в каждом из ВШП равно 196, ВШП взвешены по функциям Хэмминга. Для сравнения в таблице приведены результаты расчета. Здесь R0.5 и R1.5 - уровни паразитных откликов на частотах 0.5f0 и 1.5f0 . Первая строка соответствует прототипу. Как видно, предлагаемое решение обеспечивает улучшение в подавлении боковых лепестков приблизительно на 10 дБ. Фильтр может быть использованы в различных радиотехнических устройствах.